Årsrapport 2015 Romforskning/ROMFORSK (løpende)

Årsrapport 2015 Romforskning/ROMFORSK (løpende) Norske forskere har i 2015 deltatt i prosjekter knyttet til ESA-satellittene SOHO, Cluster, Cassini, Planck, CryoSat, EarthCare, GOCE, SMOS og SWARM, samt på den japansk-europeiske solsatellitten Hinode, Canadas Radarsat-2 og Tysklands TerraSAR-X. Data fra Hinode leses ned på KSATs stasjon på Svalbard og distribueres til europeiske forskere via et datasenter i Oslo. Norske forskere deltar også i forberedelsene til ESAs planlagte satellitter Euclid og Solar Orbiter. Det er stor norsk aktivitet på EISCAT, et anlegg som spiller en stor og viktig rolle både i Nord-Norge og på Svalbard, og rundt den øvrige romforskningsinfrastruktur i nordområdene (Andøya Rakettskytefelt, ALOMAR, SvalRak). Et norsk konsortium ledet av UiT har fått innvilget søknad om finansiering av norsk bidrag til etableringen av EISCAT_3D, en moderne fasestyrt radar som på sikt er ment å erstatte dagens EISCAT-anlegg i Nord-Skandinavia. Norske forskere utnytter også det nordiske teleskopet NOT på Kanariøyene. Den norske forskningsdeltakelsen fordeler seg mellom UiO, UiB, NTNU, UiT, UMB og UNIS, samt Nansensenteret, NGU, NILU og Norut IT. NIVA og Norsk Polarinstitutt deltar som samarbeidspartnere i prosjekter innenfor jordobservasjon. Programmet finansierte i 2015 12 PhD-stipendiater og 13 postdoktorstipendiater. Publiseringsaktiviteten ligger på et høyt nivå, med sterk vekt på allmennrettet formidling. Ett av programmets prioriterte områder er grunnleggende forskning innenfor jordobservasjon. Norske forskere har tilgang til data fra ESAs rekke av nye forskningssatellitter Earth Explorers og operasjonelle satellitter Sentinels. Disse satellittene leverer ny informasjon om en rekke klimaparametre, som for eksempel havstrømmer, isdekke, vindhastigheter, skydekke og forurensning. Satellittene GOCE (Gravity Field and Steady-State Ocean Explorer) SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity), CryoSat og SWARM leverer nå unike data, og programmet støtter en rekke forskningsprosjekter som utnytter slike data i PhD-utdanning og samarbeid mellom universitetsgrupper og forskningsinstitutter. Høsten 2014 bevilget Stortinget midler til Norges deltakelse i EUs Copernicus-program, som er Europas store satellittbaserte program for miljøovervåking og samfunnssikkerhet. Data fra disse miljøsatellittene vil legge grunnlag for et stort antall nye tjenester som skal gi nytteverdi til mange områder i samfunnet, både i Europa og internasjonalt. Dataene vil selvsagt også være av meget stor verdi for rene forskningsformål, også for norske fagmiljøer. Programmets overordnede mål/formål Programmet Romforskning er et grunnforskningsprogram innenfor feltene astrofysikk, romfysikk og jordobservasjon. Programmet fortsetter rekken av romforskingsprogrammer som Forskningsrådet har hatt i sin portefølje fra starten av. Dette er et rent følgeforskningsprogram rettet mot norsk 1

deltakelse i organisasjonene European Space Agency (ESA), European Incoherent Scatter (EISCAT) Scientific Association og Nordic Optical Telescope (NOT) Scientific Association. Engasjement i større prosjekter, som deltakelse i satellitter, raketter, ionosfæreradarer eller bakkebaserte teleskop gjennom internasjonalt samarbeid, er sentrale elementer for programmet. Fra 2008 inkluderer programmet satsing på grunnleggende forskning innenfor jordobservasjon, med vekt på utvikling av generiske metoder for analyse av data fra ESAs satellitter Earth Explorers og Sentinels. Dette vil på sikt bidra til anvendelser innenfor klimaovervåkning, ressurskartlegging, forurensning ved petroleumsvirksomhet, overvåkning og forvaltning av polarområdene. De tre prioriterte forskningsområdene for programmet er: Sol-Jord fysikk med vekt på forståelsen av grunnleggende prosesser i solen og dens atmosfære og hvordan solvind og solaktivitet påvirker det globale miljøet. Universets utvikling med vekt på forståelsen av fundamentale astrofysiske prosesser. Grunnleggende forskning innenfor jordobservasjon. Hovedmål: Å bidra til å gi vesentlig, grunnleggende kunnskap om verdensrommet gjennom økt forståelse av viktige fysikalske prosesser samt utvikling av de nødvendige teknologiske verktøy. Innenfor jordobservasjon skal programmet bidra til økt forståelse av Norges store og nordlige havområder, klimaendringenes innvirkning på hav, is og land, miljøtrusler, samt nasjonal kartlegging og overvåkning. Økonomi og prosjektomfang Disponibelt budsjett i 2015: 36,48 mill. kr Forbruk i 2015: 30,90 mill. kr (inkludert kontingenter til EISCAT og NOT) Programmets finansieringskilder i 2015: KD, KLD Antall og type prosjekter i 2015, herav nye: Totalt 35 prosjekter: 29 forskerprosjekter (som inneholder Ph.D.- og postdoktorstipender), 2 institusjonsforankrede strategiske prosjekter, 1 personlig PhD-stipend, 2 personlig postdoktorstipend, 1 arrangementsstøtte Forbruket på de enkelte prosjekter er i all hovedsak er som forventet, men ansettelser av stipendiater på noen prosjekter har tatt noe lenger tid enn planlagt. Forbruket målt ved årsslutt har gradvis økt siden oppstart av ny programperiode i 2011. Programmets forbruk i 2015 var på 85 % av disponibelt budsjett. Overordnet vurdering av måloppnåelse, resultater og utfordringer Målene som er satt for programmet er i høy grad oppnådd. Under ESAs vitenskapsprogram har norske forskere deltatt i satellittene SOHO, Cluster, Cassini og Planck, samt på den japanskeuropeiske Hinode. Innenfor jordobservasjon arbeider norske forskere på prosjekter knyttet til ESAs CryoSat, EarthCare, GOCE, SMOS og SWARM, samt Canadas Radarsat-2 og Tysklands TerraSAR-X. Data fra Hinode leses ned på KSATs stasjon på Svalbard og distribueres til europeiske forskere via et 2

datasenter i Oslo. Norske forskere og norsk industri har fått oppdraget med å lese ned og distribuere de vitenskapelige rådataene som satellitten samler inn. Norske forskere deltar også i forberedelsene til ESAs planlagte satellitter Euclid og Solar Orbiter. Euclid har som mål å kartlegge den mørke materien og den mørke energien i universet1. Det primære målet for Solar Orbiter er å finne ut hvordan Solen danner og kontrollerer heliosfæren, som er det store området av partikler og gass som stammer fra Solen og som omslutter alle planetene i solsystemet vårt. Det er stor norsk aktivitet på EISCAT, et anlegg som spiller en stor og viktig rolle både i Nord-Norge og på Svalbard, og rundt den øvrige romforskningsinfrastruktur i nordområdene (Andøya Rakettskytefelt, ALOMAR, SvalRak). Installasjonene for romforskning på Svalbard utgjør viktige elementer i ESFRI-prosjektet SIOS (Svalbard Integrated Earth Observing System). Norske forskere utnytter også det nordiske teleskopet NOT på Kanariøyene. Universitetet i Tromsø (UiT) har deltatt i Preparatory Phase-prosjektet (avsluttet i september 2014) for EISCAT_3D, finansiert av EUs 7. rammeprogram, med tanke på utviklingen av en moderne fasestyrt radar som på sikt er ment å erstatte dagens EISCAT-anlegg i Nord-Skandinavia. EISCAT_3D er et prosjekt på ESFRIs veikart for fremtidige europeiske forskningsinfrastrukturer, etter forslag fra Sverige og med støtte fra Norge og Finland. En rekke norske romforskingsmiljøer, under ledelse av UiT, samarbeider om å planlegge Norges deltagelse i byggingen av EISCAT_3D og fikk i 2015 innvilget søknad til Nasjonal satsing på forskningsinfrastruktur for å finansiere Norges bidrag. Dette vil bidra til å styrke det norske forskningsmiljøet rundt EISCAT og gi nye muligheter for utdanning, forskning og næringsliv, både innenfor romforskning og teknologiutvikling. Eksempler på direkte nytteverdi av romforskningen ligger i forståelsen av effekten som solen har på klimaet og påvirkningen solstormer og geomagnetiske stormer kan ha på teknologiske systemer i satellitter og på bakken, radiokommunikasjon og navigasjonssignaler ( romværet ). Jordobservasjonsdata har mange anvendelser innenfor overvåkning og forvaltning, ikke minst i nordområdene. Nøkkeltall Antall 2014 Antall 2015 Totalt K M Totalt K M Prosjektledere - personer 37 2 35 39 2 37 Dr. gradsstipendiater - årsverk 5,0 1,0 4,0 7,4 1,8 5,6 Dr. gradsstipendiater - personer 10 3 7 12 3 9 Postdoktorstipendiater - årsverk 9,5 2,5 5,0 7,9 2,3 4,6 Postdoktorstipendiater - personer 18* 4 11 13* 4 6 Avlagte doktorgrader 4 3 1 - - - *For 3 av postdoktorstipendiatene er kjønn ikke registrert. 1 Mørk materie og mørk energi utgjør mesteparten, faktisk om lag 96 prosent, av innholdet i universet. Den såkalt vanlige materien, som består av protoner, elektroner, nøytroner og atomer, utgjør altså bare fire prosent av alt som eksisterer. 3

Totalt antall stipendiater (PhD og postdoktor) er vesentlig høyere enn målsettingen på seks til åtte årsverk i forskerutdanning. Kvinneandelen for stipendiater er noe høyere i 2015 enn i 2014, men fortsatt lavere enn målsetningen om minst en tredjedel kvinneandel i rekrutteringsstillinger. Kvinneandelen varierer imidlertid mye fra år til år. Andelen kvinnelige prosjektledere er meget lav og gjenspeiler at romforskning domineres av menn. Resultatindikatorer Antall 2014 Antall 2015 Vitenskapelig publisering: Publisert artikkel i periodika og serier 92 124 Publisert artikkel i antologi 3 Publiserte monografier 1 Formidling, samfunnspåvirkning: Rapporter, notater, artikler, foredrag på møter/konferanser 183 105 rettet mot prosjektets målgrupper Populærvitenskapelige publikasjoner (artikler/bøker, debattbøker/ 8 9 -artikler, høringer, utstillinger, skjønnlitteratur etc.) Oppslag i massemedia (aviser, radio, TV mm.) 49 31 Innovasjonsresultater: Søkte patenter 1 Inngåtte lisensieringskontrakter 1 Bedrifter utenfor prosjektet som har innført nye/forbedrete 1 metoder/modeller/ teknologi Bedrifter i prosjektet som har innført nye/forbedrete arbeidsprosesser/ forretningsområder 1 Publiseringsaktiviteten ligger også i 2015 på et høyt nivå med mange publikasjoner i internasjonale tidsskrifter og sterk vekt på formidling, slik at programmets målsettinger her er oppfylt. Viktigste aktiviteter Forskningsfaglige Programmet finansierte i 2015 7 prosjekter under satsingen på grunnleggende forskning innenfor jordobservasjon, med øremerkede midler fra MD og forsterket med midler fra KDs fagbevilgning. Norske forskere har tilgang til data fra ESAs rekke av nye forskningssatellitter Earth Explorers og operasjonelle satelitter Sentinels. Satellittene GOCE (Gravity Field and Steady-State Ocean Explorer), SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity), CryoSat og SWARM leverer nå unike data som vil gi ny informasjon om en rekke klimaparametre. Programmet bidrar til å styrke norske forskningsmiljøers utnyttelse av data fra disse satellittene til grunnforskning og utdanning av kandidater innenfor grunnleggende signalforståelse, med tanke på videre anvendelser innenfor klimaovervåking, ressurskartlegging, forurensning ved petroleumsvirksomhet, overvåking og forvaltning av polarområdene, satellittnavigasjon og satellittkommunikasjon for økt aktivitet og ferdsel i våre nordlige havområder og overvåking av miljøtrusler. Dette er også en viktig del av Forskningsrådets satsing på forskning i og for nordområdene, basert på de unike forskningsmulighetene i de nordlige landsdeler. 4

Forskningen har et sterkt internasjonalt preg, både siden enkeltprosjektene er for dyre for et lite land som Norge til å kjøre alene, og fordi programmet er rettet mot følgeforskning forbundet med medlemskap i de internasjonale organisasjonene og anleggene til ESA, EISCAT og NOT. Den norske forskningsdeltakelsen fordeler seg mellom UiO, UiB, NTNU, UiT, UMB og UNIS, samt Nansensenteret, NGU, NILU og Norut IT. NIVA og Norsk Polarinstitutt deltar som samarbeidspartnere i prosjekter innenfor jordobservasjon. Internasjonalt samarbeid Programmet finansierer følgeforskning som utnytter Norges deltagelse i ESA, EISCAT og NOT, og som gir direkte muligheter for internasjonalt vitenskapelig samarbeid. De norske aktørene arbeider ofte innenfor rammen av internasjonale konsortier med felles vitenskapelige publikasjoner. Romforskere ved UiB og UiO har fått innvilget Advanced Grants fra European Research Council (ERC). Driftsrelaterte aktiviteter Programstyret har avholdt to møter i løpet av 2015. Møtet 14. april ble lagt til Norsk Romsenter (i Oslo). Styret fikk orienteringer om Romsenterets arbeid og ansvarsområder, spesielt innenfor romfysikk og jordobservasjon, samt norsk deltagelse i europeiske romprogrammer. Møtet 24. november var i hovedsak viet behandling av til sammen 15 søknader for prosjekter med oppstart i 2016. Det ble kun registrert inhabilitet knyttet til én av disse søknadene, som ikke var med i "finalen" blant de beste søknadene. Ett av programstyrets medlemmer fratrådte behandlingen av den aktuelle søknaden. Fordelingen på fagfelt av de innvilgede søknader stemmer godt overens med programmets prioriteringer. Programstyret la som før vekt på å sikre rekrutteringen gjennom finansiering av stipendiater. Forskningseksempler smakebiter Som ledd i oppfølgingen av anbefalingene i Fysikkevalueringen 2009/2010, bevilget ROMFORSK midler til to Institusjonsforankrede strategiske prosjekter (ISP): Synergy in Computational Astrophysics: Dette prosjektet har bidratt til å restrukturere beregningsorientert astrofysikk i Norge gjennom økt samarbeid mellom solfysikkgruppen og kosmologigruppen ved UiO. Det er etablert en felles hardware-plattform, som vil være meget viktig for all norsk forskning innenfor disse feltene i fremtiden. Strategic Core Activities for the Space Physics group at the University of Bergen: Dette prosjektet omhandlet en rekke problemstillinger innenfor romfysikk, som sol-jord vekselvirkning, samtidige observasjoner av konjugert nordlys over begge polene og studier av gammaglimt i jordens atmosfære. Prosjektleder skriver i prosjektets sluttrapport at "Kanskje noe av det aller viktigste med dette prosjektet er at det gav oss mulighet til å sende inn en god SFF-søknad. Vi nådde gjennom, og Birkelandsenteret for romforskning ble etablert i mars 2013." Programmet har bidratt til å finansiere norske forskeres deltagelse i flere store og langsiktige ESAprosjekter. Et spesielt eksempel er romsonden Rosetta, som har som formål å studere kometen 67P/Churyumov Gerasimenko. Romfysikkgruppen ved UiO har bidratt med å bygge elektronikk til instrumenter på Rosetta som skal måle elektriske felter og bølger. Rosetta ble sendt opp 2. mars 2004 og var framme ved kometen 6. august 2014. ROMFORSK finansierer nå et prosjekt der en ny generasjon fysikere ved UiO skal analysere data fra Rosetta. 5

Historien bak Birkeland Centre for Space Science Birkelandsenteret for romforskning (BCSS) ble startet mars 2013. Det bygges nå opp et meget sterkt miljø i Bergen, med noder i Trondheim og på Svalbard. Det samme miljøet i Bergen er også blitt tildelt et ERC Advanced Grant. Med et langvarig perspektiv (10 år) vil dette bli en drivkraft for hele det norske romfysikkmiljøet. Ifølge senterets leder, Nikolai Østgaard, var det flere faktorer som bidro til at de lyktes med SFFsøknaden. Fra 2005 til 2009 ble det bygget opp et forskningsmiljø ved UiB som var sentrert rundt tre hovedlinjer: 1) uløste spørsmål i romfysikk: hvorfor er nord- og sørlys asymmetrisk? 2) bygge videre på lang erfaring med instrumentutvikling ved UiB. 3) forstå det nylig oppdagete fenomenet jordiske gammaglimt. Ved fysikkevalueringen i 2009 fikk romfysikkgruppen i Bergen høyeste karakter. Dette ga støtet til to professoransettelser i gruppen, samt ISP-bevilgning fra ROMFORSK for å støtte strategiske kjerneaktiviteter for gruppen. Med viktig støtte fra instituttet startet gruppen på tre professorer tidlig i 2010 å skrive SFF-søknaden som ble sendt inn 1.5 år senere og som gikk hele veien til mål. Det nye senteret har 4 forskningsgrupper og 2 instrumentgrupper, samt egen formidlingsgruppe. Senteret (gruppe 1) er ledende innen studier av sol-jord systemet og studerer dette som et helhetlig system, der både de to polare områdene (ionosfæren) og magnetosfæren vekselvirker med solvinden på en asymmetrisk måte. Dette representerer en ny måte for å forstå vårt nære verdensrom. Senteret (gruppe 4) er også verdensledende innen studier av de nylig oppdagete jordiske gammaglimtene. Virkningen av dette fenomenet på vår atmosfære er ukjent. Effekter av partikkelnedbør på mesosfæren er fokus for gruppe 3, mens ionosfæredynamikk (strømmer og plasmakonveksjon) er fokus for gruppe 2. BCSS har ansvaret for hele detektorenheten med utlesningselektronikk for Atmosphere-Space Interactions Monitor (ASIM) som skal plasseres på den internasjonale romstasjonen i 2017, og dette vil bli en sentral del av forskningsvirksomheten i Birkelandsenteret. I tillegg gjennomfører senteret flykampanjer over tordenskyer, samt laboratorie-eksperimenter med elektriske utladninger. Bergensmiljøet har også nylig blitt med i et nytt samarbeidsprosjekt mellom ESA og Chinese Academy of Sciences: SMILE skal for første gang foreta globale avbildninger av grensen mellom solvinden og magnetosfæren ved hjelp av lavenergetisk røntgenstråling som produseres når høy-ionisert oksygen i solvinden utveksler ladning med nøytralt hydrogen i den øvre atmosfæren (geocoronaen). 6